生命觀念視域下“群落分層形成垂直結(jié)構(gòu)”的深度學(xué)習(xí)

摘要：本文在結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、物質(zhì)與能量觀以及穩(wěn)態(tài)與平衡觀等生命觀念視域下，通過追問、論證、建模及討論等方式對(duì)“群落分層形成垂直結(jié)構(gòu)”開展深度學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：生命觀念；深度學(xué)習(xí)；群落的垂直結(jié)構(gòu)

文章編號(hào)：1003-7586（2024）04-0033-03 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

生命觀念是《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出的學(xué)科核心素養(yǎng)四個(gè)要素中獨(dú)具生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)的維度，是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的標(biāo)志?！叭郝浞謱有纬纱怪苯Y(jié)構(gòu)”是浙科版普通高中教科書《生物學(xué)·選擇性必修2·生物與環(huán)境gt;第二章第二節(jié)的內(nèi)容?！墩n程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)應(yīng)的學(xué)業(yè)要求是：舉例說明不同類型群落的結(jié)構(gòu)、特征及演替規(guī)律。本部分內(nèi)容知識(shí)敘述性強(qiáng)，概念淺顯易懂，知識(shí)之間關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。

1 學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

高二學(xué)生已具備良好的觀察和認(rèn)識(shí)事物的能力，也有較強(qiáng)的歸納與概括、演繹和推理能力，對(duì)系統(tǒng)觀、進(jìn)化觀和平衡觀也有一定的認(rèn)識(shí)?；诖耍诒緝?nèi)容的學(xué)習(xí)過程中采用追問、建模、論證和討論等方式，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行重組和加工，從而進(jìn)一步發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中的生命觀念。學(xué)習(xí)框架如圖1所示。

2 深度學(xué)習(xí)過程

2.1 對(duì)“群落的分層現(xiàn)象”進(jìn)行追問，建立結(jié)構(gòu)與功能觀

教師首先播放介紹校園生態(tài)的小視頻，然后通過設(shè)置問題串引導(dǎo)學(xué)生思考。在問題串的引導(dǎo)下學(xué)生完成“群落分層形成垂直結(jié)構(gòu)”這一概念的建構(gòu)，并且通過討論建立群落的垂直結(jié)構(gòu)與生物多樣性的聯(lián)系（見圖2）。

設(shè)計(jì)意圖：設(shè)置由淺入深、層層遞進(jìn)的問題串，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)概念，之后再根據(jù)個(gè)性化理解，對(duì)知識(shí)本身所具有關(guān)聯(lián)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行再關(guān)聯(lián)、再構(gòu)建，從而形成自己的知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過討論群落的垂直結(jié)構(gòu)和生物多樣性的聯(lián)系，理解一定的結(jié)構(gòu)必然有與之相對(duì)應(yīng)的功能存在，且任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)來完成，從而進(jìn)一步建立“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的觀念。

2.2 對(duì)“植物分層的原因”開展論證，提煉物質(zhì)與能量觀

教師首先展示“一個(gè)溫帶落葉闊葉林群落的垂直結(jié)構(gòu)示意圖”，布置學(xué)生閱讀教材中“群落的分層現(xiàn)象”的相關(guān)內(nèi)容，組織學(xué)生運(yùn)用圖爾敏的CER論證模型開展論證活動(dòng)（見圖3）。然后讓學(xué)生比較熱帶雨林群落、溫帶落葉闊葉林群落、寒溫帶針葉林群落及草原群落等不同群落垂直結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在原有的認(rèn)知水平基礎(chǔ)上已經(jīng)能夠提出“陸生群落的分層主要與植物對(duì)光的利用有關(guān)”的主張。布置學(xué)生閱讀教材尋找證據(jù)，并闡述如何根據(jù)證據(jù)得出主張，即進(jìn)行推理。通過推理，學(xué)生能知道光合作用合成物質(zhì)和貯存能量與植物分層有著密切關(guān)系。通過比較不同群落垂直結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，讓學(xué)生進(jìn)一步理解分層與時(shí)光的利用密切相關(guān)，從而提煉物質(zhì)和能量觀。

2.3 構(gòu)建“動(dòng)植物分層機(jī)制”的模型，體會(huì)進(jìn)化與適應(yīng)觀

在學(xué)生學(xué)習(xí)了“陸生群落的分層現(xiàn)象”后，教師先組織學(xué)生討論“湖泊群落的動(dòng)植物分層現(xiàn)象”，然后比較植物層次性和動(dòng)物層次性的異同點(diǎn)，闡述動(dòng)植物分層形成的機(jī)制，最后，引導(dǎo)學(xué)生繪制“‘動(dòng)植物分層機(jī)制’的模型示意圖”，如圖4所示。

設(shè)計(jì)意圖：通過比較植物層次性和動(dòng)物層次性，闡述動(dòng)植物分層機(jī)制，讓學(xué)生理解成層結(jié)構(gòu)是自然選擇的結(jié)果，從時(shí)間延展的角度體悟群落層次性的形成過程，從而進(jìn)一步理解適應(yīng)是生物的遺傳變異與環(huán)境相互作用的結(jié)果，體會(huì)進(jìn)化與適應(yīng)觀。

2.4 討論“群落分層的意義”，發(fā)展穩(wěn)態(tài)與平衡觀

教師向?qū)W生展示“四大家魚在池塘水層中分布曲線圖”，并提出問題：從資源利用角度分析，導(dǎo)致四大家魚在池塘不同水層中分布的原因什么？四大家魚在群落的分層有什么意義？教師要求學(xué)生先獨(dú)立思考，再進(jìn)行組內(nèi)討論、組間交流。學(xué)生得出四大家魚因棲息空間和食性不同而分布在池塘的不同水層，有利于提高生物群落整體對(duì)光照和食物等自然資源的充分利用的結(jié)論。討論交流過程中開展生生評(píng)價(jià)、師生評(píng)價(jià)等多元化評(píng)價(jià)。

設(shè)計(jì)意圖：通過多層次的討論，讓學(xué)生明確生物在垂直方向的位置配置關(guān)系有利于提高生物群落整體對(duì)光照和食物等自然資源的充分利用，緩解種間競(jìng)爭(zhēng)，從而發(fā)展穩(wěn)態(tài)與平衡觀。

3 教學(xué)反思

3.1 關(guān)注生命觀念的課堂，必然是概念整合、觀念交融的課堂

生命觀念的形成，依賴于在多個(gè)概念之間找關(guān)聯(lián)、做提煉。例如，群落層次性和生物多樣性的關(guān)聯(lián)能夠幫助學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能觀，光合作用和植物分層的關(guān)聯(lián)能夠幫助學(xué)生形成物質(zhì)與能量觀等。每一個(gè)生命觀念，又都與其他觀念相關(guān)聯(lián)。例如，不同生長(zhǎng)型植物在群落中的分布體現(xiàn)了物質(zhì)與能量觀，群落結(jié)構(gòu)的具體表現(xiàn)是結(jié)構(gòu)與功能觀的體現(xiàn)，而它們都是在長(zhǎng)期自然選擇基礎(chǔ)上形成的對(duì)環(huán)境的適應(yīng)，和進(jìn)化與適應(yīng)觀相關(guān)聯(lián)；適應(yīng)環(huán)境的群落是一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的統(tǒng)一整體，又和穩(wěn)定與平衡觀相關(guān)聯(lián)。

3.2 關(guān)注生命觀念的課堂，必然是發(fā)展思維、真正探究的課堂

培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念，需要科學(xué)思維的支撐，所有生物學(xué)知識(shí)都來自對(duì)客觀生命的理解，講究事實(shí)與證據(jù)。學(xué)生需要在學(xué)習(xí)知識(shí)、養(yǎng)成生命觀念的過程中逐步發(fā)展科學(xué)思維。例如，運(yùn)用論證法進(jìn)行深度學(xué)習(xí)時(shí)，可以發(fā)展演繹與推理能力；通過繪制概念圖進(jìn)行深度學(xué)習(xí)時(shí)，可以提高模型與建模能力；運(yùn)用討論法進(jìn)行深度學(xué)習(xí)時(shí)，可以培養(yǎng)質(zhì)疑精神，發(fā)展批判性思維。學(xué)生在針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，開展觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施及結(jié)果分析等科學(xué)探究活動(dòng)的過程中，也能夠潛移默化地形成生命觀念。

3.3 關(guān)注生命觀念的課堂，必然是滲透責(zé)任、感悟價(jià)值的課堂

在生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的四個(gè)維度中，生命觀念是根本，社會(huì)責(zé)任是目標(biāo)。生命觀念與社會(huì)責(zé)任的關(guān)系緊密，領(lǐng)悟生命觀念是形成和踐行社會(huì)責(zé)任的前提，只有讓學(xué)生建構(gòu)起生命觀念，才能在此基礎(chǔ)上培育和樹立起相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任。例如，在本節(jié)課最后，引導(dǎo)學(xué)生遷移應(yīng)用，讓學(xué)生參與通過開發(fā)立體農(nóng)業(yè)解決資源缺乏和環(huán)境污染等社會(huì)性議題的討論，提高其社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

基金項(xiàng)目：浙江省紹興市2024年度教科規(guī)劃課題項(xiàng)目“跨學(xué)科概念融入單元整體教學(xué)的探索與實(shí)踐”（SJG2024310）。